无人机森林防火智能巡护系统

人工智能无人机案例ID：235550

Yuexiang

14 年经验· 上海华腾计算机有限公司

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案例介绍

项目概述
开发了一款基于ArduPilot的无人机自动化任务系统，支持火点检测、自动航线执行、灭火弹投放和实时位置调整。该系统集成MAVLink通信、MQTT消息队列、红外(IR)相机分析和WebSocket服务，适用于森林防火或应急响应场景。系统通过SITL模拟或真实飞行控制器实现自动起飞、航点飞行、悬停投弹和安全返航，同时支持摇杆覆盖控制和IR精细定位，确保无人机精准响应火点事件。
核心功能
自动任务执行：检测到火点后自动起飞、切换模式（LOITER/AUTO）、飞向目标、悬停并投弹，最后返航着陆，支持参数配置如速度、加速度和返航高度。
摇杆覆盖控制：通过专用MAVLink端口（14553）接收MQTT摇杆指令，实现RC通道覆盖，支持限频发送和模式保护（如禁用通道5防切换）。
IR位置调整：使用红外相机检测最高温像素，计算偏移角度/距离，通过位置目标命令精细调整无人机到火点正上方，支持优先最高温或中心热点。
WebSocket服务：实时推送OSD数据、目标识别结果和服务回复，支持命令下发（如直播、起飞、投弹），集成FastAPI CRUD API管理无人机列表。
MQTT服务：订阅多无人机话题，事件数据存入Redis。
技术栈
编程语言：Python 3
通信协议：MAVLink (Pymavlink库，支持SITL/真实FC)，MQTT (Paho库，支持认证/订阅)
Web框架：FastAPI (API/CRUD)，SocketIO (实时推送)
数据存储：Redis (实时缓存OSD/事件，过期机制)，PostgreSQL (持久化无人机列表)
图像/串口处理：OpenCV (IR像素分析)，PySerial (串口命令/CRC校验)
线程/并发：Threading (解耦MQTT/处理队列)，Asyncio (WebSocket事件)
其他：JSON解析，UUID生成，CRC16-Modbus校验，环境变量配置(IS_TEST切换话题)
补充说明
该系统优化了实时性和安全性，通过队列解耦避免阻塞，支持重试机制（如任务上传）和fallback位置处理。适用于ArduPilot v4.7.0+，易扩展到多火点/多机协作场景。设计注重兼容性（如参数映射PX4→ArduPilot），UI/前端可通过WebSocket集成实时监控，潜在应用包括应急无人机编队。